石油被誉为“黑金”，

是现代工业的命脉。

它的开采过程复杂而精细，

涉及物理学、化学、地质学、

工程学等多个学科的知识。

石油是如何从地下深处被开采出来的呢？

今天，让我们一起揭开

地下采油的神秘面纱。

石油是咋形成的

石油主要由海洋中的微生物、藻类以及陆地上的植物在特定地质条件下转化而成。当这些生物死亡后，遗体会沉积在海底，随着时间推移，逐渐被泥沙覆盖。在这种缺氧环境中，微生物开始分解这些有机物质，将其转化为一种叫做干酪根的物质。这就是石油形成的第一步。

Petroleum is primarily formed from microorganisms, algae in the ocean, and plants on land under specific geological conditions. When these organisms die, their remains settle on the seabed and are gradually covered by sediments over time. In this anaerobic environment, microorganisms begin to decompose these organic materials, transforming them into a substance known as kerogen. This marks the first step in the formation of petroleum.

接下来，由于地下的压力和温度差异，干酪根开始分解，产生出多种不同的碳氢化合物，如烷烃、芳香烃等。这些化合物混合在一起，形成了我们熟悉的石油。同时，在这个过程中还会产生天然气、煤层气等其他化石燃料。

想要开采石油，我们要先知道它藏在哪里？石油主要存在于地下有机物聚集的地方——沉积盆地，它们在岩石的孔隙、裂缝中，这些岩石被称为储集层。储集层上方通常有一层不透水的岩层覆盖，称为盖层，它可以防止石油向上逸散。而在储集层下方，还有一层能够阻止石油向下渗透的岩层，称为底层。这3层结构共同构成了一个“石油仓库”。

石油是咋开采的

石油的开采是一个涉及多学科、多环节的复杂过程。从勘探到钻井，再到采油和举升，每一个步骤都需要精密的计划和严格的执行。正是因为有了这些专业的技术和设备，我们才能将深藏在地下的“黑金”开采出来，为人类社会的发展提供源源不断的动力。

第一步

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找到“石油仓库”，这个过程被称为勘探。勘探人员会使用地震波探测技术，通过在地面产生震动并接收反射回来的震动波，了解地下的地质结构。当震动波遇到不同的岩石时，会产生不同的反射信号，通过分析，就可以推测出“石油仓库”在哪？储集层在哪？它的原理类似蝙蝠的回声定位，先发出超声波，再利用折回的声音确定方位。此外，还可以通过磁场、重力场等物理方法，以及化学方法，如土壤气体测量、地表化学成分分析等手段，寻找石油的迹象。

石油勘探钻井作业 王智 摄

第二步

当我们确定石油位置后，即可开始钻井，从而打开石油到地面的通道。钻井是一个复杂的工程，需要用专业的钻井设备和技术。首先，工程师会在选定的位置上搭建钻井平台，然后利用钻杆和钻头向地下钻进。钻头的种类也有很多，包括刮刀钻头、滚子钻头、固定切割器钻头等，不同类型的钻头适用于不同的地层条件。在钻井过程中，还需要不断注入钻井液，以冷却钻头、润滑钻杆、平衡地层压力，并将岩屑带回地面。这些岩屑是难得的“宝贝”，通过监测分析它们的情况，作业人员站在地表就能对井下的地层情况、是否含油等作出大概判断，这个过程叫做录井。

除了地面上的监测外，井下世界还需要一双能够“看透黑暗的眼睛”——测井。测井人员用工具将测井仪器下入井内，沿着井筒进行测量，可以获得井筒附近岩层的性质和周围地层的信息，形成直观的测井成果图。

有了地上监测和地下“透视”，作业人员可以更加精准地把钻井钢管下入井中，并在钢管和井壁之间的环形空间注入专用水泥，给井“筑墙”，防止井壁垮塌。这个过程叫作固井。

第三步

当钻井钻到预定深度后，就可进行试油，其目的是确定这个井含油多少、是否有开采价值。工程师会将一种特殊的装置——地层测试器放入井中，通过它获取地下的压力、温度、流体性质等信息。如果测试结果显示石油储量丰富，那么就可以进入下一阶段——采油。

将石油开采出来的抽油机 刘飞 摄

采油的方法有很多种，最常见的是注水法。这种方法是通过向油层注入高压水，将石油推向生产井。由于水的密度大于石油，所以水会将石油挤到上面的生产井，然后通过油管输送到地面。此外，还有蒸汽驱油法、化学驱油法、热力驱油法等多种提高石油产量的方法。

第四步

在采油过程中，还有一个关键环节就是举升，即将井下产出的石油、天然气和水等混合物通过井筒通道举升到地面的过程。举升包括自喷和人工举升：自喷是油层能量充足，利用油层本身能量就能将油举升到地面的方式；若油层能量较低，必须人工给井筒流体增加能量才能将原油从井底举升到地面上来的方式，叫人工举升，通常由抽油泵来完成，它是一种类似于注射器的装置，通过往复运动将井下的混合物抽出地面。这些混合物会被送到分离器中进行分离，将石油、天然气和水分离开。最后，经过处理的石油输送到炼油厂进行加工。就此，石油开采的地下流程告一段落。

气举流程原理图

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